当前位置: 电机车 >> 电机车资源 >> 高性能电车电机多没这么简单
前段时间,极氪推出了一款高性能版本FR,在四颗电机的加持下,跑出了2秒出头的加速和km/h的极速,刷新了不少人对高性能电车的认知。
不过,很多人也就此认为,想要做高性能电车,只需要无脑增加电机就可以了,这种方法甚至比研发高性能油车还要简单无脑。事实真是如此吗?
电机:数量≠质量
有一点得承认,电机的数量确实和电车的性能有一定关系,比如双电机版车型普遍比单电机版性能高。
而在双电机之上,又有三电机的特斯拉ModlSPlaid、LucidAirSapphir这样更强悍的性能怪物。
但从三电机布局开始,高性能电车对电机的要求也开始全方位提升,这导致车企不能再简单靠增加电机数量来提升电车性能了。
功率密度
油车讲究升功率,电车讲究功率密度。
功率密度的大小取决于两点,其一是功率本身,其二则是电机重量。电机功率越大&重量越轻,功率密度越大。
比如蔚来ET7,它的后感应电机的功率密度为2.22kW/kg,而采用后轴双永磁电机的特斯拉ModlSPlaid则为2.96kW/kg。
对比之下,极氪FR的后轴双永磁电机直接干到了4.4kW/kg,这可是对众多技术、工艺、材料优化后才得到的成绩。
比如其转子采用了六磁极双V的设计,其中磁极数量对应电机转速高低,双V则是为了增加磁通量,而磁通量越大电流越大,相当于输出功率也越大。
而定子内部则做了6层扁线绕组,虽然数量上不及特斯拉的10层扁线,但同样可以最大化槽满率,而槽满率越高,电机的功率也就越高。
另外,极氪FR的电驱系统还升级了SiC功率半导体,这又帮助整个电驱系统实现了一定程度的轻量化,也对功率密度的提升起到了帮助。
这使得极氪FR的前、后双电机电驱系统的重量分别达到了kg和kg,而它们俩的峰值功率分别为kW和kW。
作为对比,蔚来ET7后感应电机电驱系统的重量为kg,峰值功率“仅有”kW,是不是对比非常明显了?
当然,如果只论功率密度,定位高性能的极氪FR也不是最高的,比如飞凡F7的永磁电机功率密度就达到了7.2kW/kg,它在电机工艺、材料和技术上的投入并比极氪更高,不过篇幅有限,这里就不展开了。
高转速
在没有变速箱的前提下,电车的极速和电机转速正相关,但更高的转速就需要转子承载更大的电流,对转子的材料强度有很大压力。
这点可以参考智己LS6。它的后永磁电机的峰值功率为kW,最高转速rpm,极速km/h,而这主要得益于V和SiC功率半导体的应用。
V的作用很好理解,因为电压平台升高了,带动了整颗电机功率的上升,并且电机电轴的性能也能伴随提升。
使用了SiC功率半导体的元器件有着高频率的特点,类似一个闲不下来的急性子,所以这也给了电机提升转速的机会。
另外,由于高性能电机都在追求轻量化和小型化,所以在转子尺寸缩小的同时,强度也受到了影响,这又导致在承受高转速时,会有解体的风险。
对此,特斯拉ModlSPlaid和极氪FR都对转子包裹了一层轻量化、高强度的碳纤维外壳,这样就能维持住转子结构不变形。
智己据说也有一颗雪藏的高性能永磁电机,也会用到碳纤维转子外壳,而它的峰值功率据说能接近kW。
散热
如果说家用电车可以靠限制性能规避散热压力,那么高性能电车就只能硬着头皮上了。
高性能电车的散热压力主要来源于两点,第一是极速性能,因为没有变速箱,极速和电机转速直接挂钩。
第二是加速性能,因为电机的扭矩在转速中段之后就开始下降了,而此时车子的时速往往不低,既要驱动笨重的车身,又要抵抗更高的风阻,压力属实不小。
在过去,电机散热主要依靠液冷,但这种冷却方式类似于“隔靴搔痒”,比较治标不治本。所以如今追求性能与效率的电车往往都使用油冷散热。
而油冷技术的难点主要在于,如何给精密的电机结构内部增加冷却管路,并且保证这些管路是能够深入到散热核心的,这就对电机的制造工艺提出了很高的要求。
比如主流的定、转子双油冷技术,在定子铁芯内做一圈油液管路,转子轴内部空心,也做出油液管路,这样就能把电机内部的热量传递出来。
另外,包括极氪、智己等车企还推出了“直瀑油冷”技术,也就是在定子+转子油冷的基础上,能够把油液喷淋到定子的扁线绕组上,更进一步提升散热。
更高的放电倍率
很多人可能不知道,电车想要做到高性能,并不能只堆砌电机性能,如果电池的放电倍率达不到要求,那么电机的峰值功率再高也没用。
这就好比一个专业跑步运动员,虽然他的肺活量更大,但如果让他在空气稀薄的地方跑步,他也没法发挥全力。
对比充电倍率,放电倍率确实是个冷门概念,因为大家普遍还是更
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